手持式立體熱成像設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種手持式立體熱成像設(shè)備，主要包括中央處理器，紅外成像系統(tǒng)、三維空間檢測(cè)系統(tǒng)和顯示模塊；紅外成像系統(tǒng)主要包括紅外鏡頭、紅外傳感器、圖像處理單元和圖像灰度值存儲(chǔ)單元；三維空間檢測(cè)系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、回波處理單元、空間信息存儲(chǔ)單元和三維空間重建單元。采用本實(shí)用新型所述的手持式立體熱成像設(shè)備，能快速實(shí)現(xiàn)三維空間結(jié)構(gòu)重建，結(jié)合熱成像技術(shù)有效地解決了在建筑節(jié)能領(lǐng)域中溫度場(chǎng)時(shí)空還原的問題；同時(shí)，本實(shí)用新型的空間結(jié)構(gòu)重建模型有極高的實(shí)時(shí)性，結(jié)合紅外熱成像技術(shù)構(gòu)建的三維溫度場(chǎng)受環(huán)境溫度影響小，實(shí)現(xiàn)了非接觸式的溫度場(chǎng)重建，能廣泛應(yīng)用于其它需要三維溫度場(chǎng)重建的檢測(cè)工作中。
【專利說明】
手持式立體熱成像設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種紅外線測(cè)溫裝置，尤其是一種能實(shí)現(xiàn)三維溫度場(chǎng)圖像顯示的手持式立體熱成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的紅外熱成像設(shè)備及其應(yīng)用主要通過二維顯示的方式進(jìn)行溫度狀態(tài)顯示，因?yàn)槠矫骘@示方式的局限性，無法直觀的掌握某個(gè)立體空間或立體物體表面的溫度狀況。特別是在建筑節(jié)能領(lǐng)域中，建立三維溫度場(chǎng)所需的設(shè)備昂貴，同時(shí)還存在計(jì)算復(fù)雜度高和實(shí)時(shí)性差的問題。其次現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)通過虛擬方式把二維圖像自動(dòng)轉(zhuǎn)換成三維圖像的技術(shù)也不成熟，不僅不能達(dá)到實(shí)時(shí)性，而且顯示效果較差，經(jīng)常讓觀察者感到環(huán)境模糊。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的手持式立體熱成像設(shè)備。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種手持式立體熱成像設(shè)備，主要包括中央處理器，紅外成像系統(tǒng)、三維空間檢測(cè)系統(tǒng)和顯示模塊;所述紅外成像系統(tǒng)主要包括紅外鏡頭、紅外傳感器、圖像處理單元和圖像灰度值存儲(chǔ)單元;所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、回波處理單元、空間信息存儲(chǔ)單元和三維空間重建單元;所述中央處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口與所述紅外成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出端口電性連接，所述中央處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口與所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出端口電性連接;所述中央處理器的視頻輸出端口與所述顯示模塊的視頻輸入端口電性連接；
[0005]所述紅外成像系統(tǒng)的紅外鏡頭聚焦紅外光信號(hào)到所述紅外傳感器，所述紅外傳感器將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳輸?shù)綀D像處理單元，所述圖像處理單元對(duì)來自于紅外傳感器的電信號(hào)進(jìn)行處理加工形成以灰度值標(biāo)識(shí)的實(shí)時(shí)溫度圖像數(shù)據(jù)，并傳輸灰度圖像數(shù)據(jù)到所述圖像灰度值存儲(chǔ)單元；
[0006]所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)的激光發(fā)射模塊發(fā)射激光束到被測(cè)物體，激光束經(jīng)由被測(cè)物體表面發(fā)生散射回波到所述激光接收模塊，所述激光接收模塊接收到回波信號(hào)后傳輸數(shù)據(jù)到所述回波處理單元，所述回波處理單元對(duì)回波信號(hào)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到空間信息數(shù)據(jù)，并發(fā)送空間信息數(shù)據(jù)到所述空間信息存儲(chǔ)單元，所述空間信息存儲(chǔ)單元對(duì)接收到的空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理并發(fā)送到所述三維空間重建單元，所述三維空間重建單元通過接收到的空間信息數(shù)據(jù)建立三維空間模型；
[0007]所述圖像灰度值存儲(chǔ)單元將灰度圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋醒胩幚砥鳎瑫r(shí)所述三維空間重建單元將三維空間模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋醒胩幚砥?，所述中央處理器將接收到的灰度圖像數(shù)據(jù)和三維空間模型數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配處理，并將處理后得到的三維空間溫度圖像完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0008]優(yōu)選的，所述紅外鏡頭的光圈為Fl.2，焦距為25mm;所述顯示模塊為3.5寸高清顯示屏，顯示分辨率為320x 240像素;所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)距范圍為5m至1500m，測(cè)角范圍為-60°至+60°。
[0009]采用本實(shí)用新型所述的手持式立體熱成像設(shè)備，能快速實(shí)現(xiàn)三維空間結(jié)構(gòu)重建，結(jié)合熱成像技術(shù)有效地解決了在建筑節(jié)能領(lǐng)域中溫度場(chǎng)時(shí)空還原的問題；同時(shí)，本實(shí)用新型的空間結(jié)構(gòu)重建模型有極高的實(shí)時(shí)性，結(jié)合紅外熱成像技術(shù)構(gòu)建的三維溫度場(chǎng)受環(huán)境溫度影響小，實(shí)現(xiàn)了非接觸式的溫度場(chǎng)重建，能廣泛應(yīng)用于其它需要三維溫度場(chǎng)重建的檢測(cè)工作中。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型手持式立體熱成像設(shè)備實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
[0011]圖中100中央處理器，200紅外成像系統(tǒng)，201紅外鏡頭，202紅外傳感器，203圖像處理單元，204圖像灰度值存儲(chǔ)單元，300三維空間檢測(cè)系統(tǒng)，301激光發(fā)射模塊，302激光接收模塊，303回波處理單元，304空間信息存儲(chǔ)單元，305三維空間重建單元，400顯示模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0012]由圖1所示的實(shí)施例，一種手持式立體熱成像設(shè)備，主要包括中央處理器100，紅外成像系統(tǒng)200、三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300和顯示模塊400;其中紅外成像系統(tǒng)200主要包括紅外鏡頭201、紅外傳感器202、圖像處理單元203和圖像灰度值存儲(chǔ)單元204;三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300主要包括激光發(fā)射模塊301、激光接收模塊302、回波處理單元303、空間信息存儲(chǔ)單元304和三維空間重建單元305;中央處理器100的數(shù)據(jù)傳輸端口與紅外成像系統(tǒng)200的數(shù)據(jù)輸出端口電性連接，中央處理器100的數(shù)據(jù)傳輸端口與三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300的數(shù)據(jù)輸出端口電性連接;中央處理器100的視頻輸出端口與顯示模塊400的視頻輸入端口電性連接。
[0013]設(shè)備運(yùn)行時(shí)，紅外成像系統(tǒng)200的紅外鏡頭201聚焦紅外光信號(hào)到紅外傳感器202，紅外鏡頭201的光圈為Fl.2，焦距為25mm，通過調(diào)節(jié)鏡頭能實(shí)現(xiàn)紅外圖像的顯示清晰度的調(diào)節(jié);紅外傳感器202將采集到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳輸?shù)綀D像處理單元203;圖像處理單元203對(duì)來自于紅外傳感器202的電信號(hào)進(jìn)行處理加工，根據(jù)不同紅外光信號(hào)產(chǎn)生的不同溫度值用相應(yīng)不同的灰度值進(jìn)行標(biāo)識(shí)，形成以灰度值標(biāo)識(shí)的實(shí)時(shí)溫度圖像數(shù)據(jù)，并傳輸灰度圖像數(shù)據(jù)到圖像灰度值存儲(chǔ)單元204;紅外成像系統(tǒng)200的主要工作參數(shù)如下:紅外分辨率為320x 240像素，熱敏度小于0.05 °C，精度為± 2°C，空間分辨率為1.36mrad，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)1-2倍連續(xù)數(shù)字變焦，包括區(qū)域縮放等功能。
[0014]三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300在工作時(shí)首先通過激光發(fā)射模塊301發(fā)射激光束到被測(cè)物體，激光束經(jīng)由被測(cè)物體表面發(fā)生散射回波到激光接收模塊302;激光接收模塊302接收到回波信號(hào)后傳輸相應(yīng)的回波數(shù)據(jù)到回波處理單元303，回波處理單元303對(duì)回波信號(hào)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到空間信息數(shù)據(jù)，包括空間測(cè)距的數(shù)據(jù)和空間測(cè)角的數(shù)據(jù)，回波處理單元303將計(jì)算得到的空間信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇臻g信息存儲(chǔ)單元304;空間信息存儲(chǔ)單元304對(duì)接收到的空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理并發(fā)送到三維空間重建單元305，三維空間重建單元305對(duì)接收到的空間測(cè)距數(shù)據(jù)和空間測(cè)角數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理運(yùn)算后建立被測(cè)物體的三維空間模型；三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300的主要工作參數(shù)如下:測(cè)距范圍為5m至1500m，測(cè)距精度為土
0.5m( 500m以內(nèi))，其他± Im，測(cè)角范圍為-60°至+60°，測(cè)角精度為± 1°，激光發(fā)射模塊301的激光發(fā)射孔徑為25mm，激光接收模塊302的激光接收孔徑為25mm。
[0015]當(dāng)紅外成像系統(tǒng)200和三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300處理完相關(guān)數(shù)據(jù)后，紅外成像系統(tǒng)200的圖像灰度值存儲(chǔ)單元204將灰度圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街醒胩幚砥?00，同時(shí)三維空間檢測(cè)系統(tǒng)300的三維空間重建單元305將三維空間模型數(shù)據(jù)也傳輸?shù)街醒胩幚砥?00，中央處理器100將接收到的灰度圖像數(shù)據(jù)和三維空間模型數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配處理，將被測(cè)物體的三維空間模型表面用灰度圖像進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并將處理后得到的三維空間溫度圖像完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊400進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，顯示模塊400采用3.5寸高清彩色顯示屏，顯示分辨率為320x240像素。
[0016]采用本實(shí)用新型所述的手持式立體熱成像設(shè)備，能快速實(shí)現(xiàn)三維空間結(jié)構(gòu)重建，結(jié)合熱成像技術(shù)有效地解決了在建筑節(jié)能領(lǐng)域中溫度場(chǎng)時(shí)空還原的問題；同時(shí)，本實(shí)用新型的空間結(jié)構(gòu)重建模型有極高的實(shí)時(shí)性，結(jié)合紅外熱成像技術(shù)構(gòu)建的三維溫度場(chǎng)受環(huán)境溫度影響小，實(shí)現(xiàn)了非接觸式的溫度場(chǎng)重建，能廣泛應(yīng)用于其它需要三維溫度場(chǎng)重建的檢測(cè)工作中。
[0017]本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手持式立體熱成像設(shè)備，其特征在于:主要包括中央處理器，紅外成像系統(tǒng)、三維空間檢測(cè)系統(tǒng)和顯示模塊;所述紅外成像系統(tǒng)主要包括紅外鏡頭、紅外傳感器、圖像處理單元和圖像灰度值存儲(chǔ)單元;所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、回波處理單元、空間信息存儲(chǔ)單元和三維空間重建單元;所述中央處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口與所述紅外成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出端口電性連接，所述中央處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口與所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出端口電性連接;所述中央處理器的視頻輸出端口與所述顯示模塊的視頻輸入端口電性連接； 所述紅外成像系統(tǒng)的紅外鏡頭聚焦紅外光信號(hào)到所述紅外傳感器，所述紅外傳感器將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳輸?shù)綀D像處理單元，所述圖像處理單元對(duì)來自于紅外傳感器的電信號(hào)進(jìn)行處理加工形成以灰度值標(biāo)識(shí)的實(shí)時(shí)溫度圖像數(shù)據(jù)，并傳輸灰度圖像數(shù)據(jù)到所述圖像灰度值存儲(chǔ)單元； 所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)的激光發(fā)射模塊發(fā)射激光束到被測(cè)物體，激光束經(jīng)由被測(cè)物體表面發(fā)生散射回波到所述激光接收模塊，所述激光接收模塊接收到回波信號(hào)后傳輸數(shù)據(jù)到所述回波處理單元，所述回波處理單元對(duì)回波信號(hào)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到空間信息數(shù)據(jù)，并發(fā)送空間信息數(shù)據(jù)到所述空間信息存儲(chǔ)單元，所述空間信息存儲(chǔ)單元對(duì)接收到的空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理并發(fā)送到所述三維空間重建單元，所述三維空間重建單元通過接收到的空間信息數(shù)據(jù)建立三維空間模型； 所述圖像灰度值存儲(chǔ)單元將灰度圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋醒胩幚砥?，同時(shí)所述三維空間重建單元將三維空間模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋醒胩幚砥?，所述中央處理器將接收到的灰度圖像數(shù)據(jù)和三維空間模型數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配處理，并將處理后得到的三維空間溫度圖像完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式立體熱成像設(shè)備，其特征在于:所述紅外鏡頭的光圈為Fl.2,焦距為25mm;所述顯示模塊為3.5寸高清顯示屏，顯示分辨率為320x240像素;所述三維空間檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)距范圍為5m至1500m，測(cè)角范圍為-60°至+60°。
【文檔編號(hào)】G01J5/10GK205562046SQ201620305411
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】石欣, 付佳蕾, 曾興旺, 王岳, 邱雷, 梁妙姝, 魏躍東, 韓可松, 陸未定, 劉昱岑, 陳磊
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)